變頻器在空壓機節(jié)能改造的應用

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1、變頻器在空壓機節(jié)能改造的應用一、空壓機工作原理空氣壓縮機是一種利用電動機將氣體在壓縮腔內(nèi)進行壓縮并使壓縮的氣體具有一定壓力的設備。在工業(yè)生產(chǎn)中有著及其廣泛的應用，在各種行業(yè)中它擔負著為工廠中所有氣動元件，各種氣動閥門提供氣源的職責。因此，空壓機運行狀況的好壞直接影響工廠的生產(chǎn)工藝?？諌簷C的的種類很多（主要分為螺桿式，活塞式，其中螺桿式應用最廣），但其供氣的控制方式都是采用加、卸載的方式?！蚧钊娇諌簷C工作原理活塞式空壓機是由電動機帶動皮帶輪通過聯(lián)軸器直接驅動曲軸，帶動連桿與活塞桿，使活塞在壓縮機氣缸內(nèi)作往復運動，完成吸入、壓縮、排出等

2、過程,將無壓或低壓氣體升壓，并輸出到儲壓罐內(nèi)。其中，活塞組件，活塞與汽缸內(nèi)壁及汽缸蓋構成容積可變的工作腔，在曲柄連桿帶動下，在汽缸內(nèi)作往復運動以實現(xiàn)汽缸內(nèi)氣體的壓縮。????????◎螺桿式空壓機工作原理螺桿式空壓機是由一對相互平行嚙合的陰陽轉子(或稱螺桿)在氣缸內(nèi)轉動，使轉子齒槽之間的空氣不斷地產(chǎn)生周期性的容積變化，空氣則沿著轉子軸線由吸入側輸送至輸出側，實現(xiàn)螺桿式空壓機的吸氣、壓縮和排氣的全過程?？諌簷C的進氣口和出氣口分別位于殼體的兩端，陰轉子的槽和陽轉子的齒被主電機驅動而旋轉。?二、空壓機節(jié)能改造的必然性由于空壓機不排除在滿負荷

3、狀態(tài)下長時間運行的可能性，所以，選型時只能按最大需求來確定電機容量，造成空壓機系統(tǒng)余量一般偏大。傳統(tǒng)空壓機都采用星三角降壓啟動，但工頻啟動時電流仍然能達到額定電流的2~3倍，沖擊大，會影響到電網(wǎng)的穩(wěn)定性。且大多數(shù)空壓機是連續(xù)運行，由于一般空壓機的電機本身不能根據(jù)壓力需求的變動來實現(xiàn)降速，使電機輸出功率與現(xiàn)場實際壓力需求量相匹配，導致在用氣量少的時候仍然要空載運行，造成巨大的電能浪費。據(jù)統(tǒng)計，空壓機占大型工業(yè)設備(風機、水泵、鍋爐等)幾乎所有的耗電量的15%?？諌簷C的節(jié)能改造勢在必行。??????????????????????????

4、??????????????????????????????另外，空壓機還存在以下幾個問題：1、氣壓超過上限壓力時空壓機卸載及卸載后電機空轉浪費大量的電能。2、頻繁加卸載造成對電網(wǎng)的沖擊，同時也造成機械的磨損加大，縮短機械壽命。3、氣量無法保持恒壓。當用氣量不斷變化時，供氣壓力不可避免產(chǎn)生波動，使用氣精度達不到工藝要求，影響生產(chǎn)效率及產(chǎn)品品質。綜上所述：若能采用變頻調速技術，當流量需要量減少時，就可以降低電動機的轉速，從而較大幅度減小電動機的運行功率，實現(xiàn)節(jié)能的目的。三、S350變頻恒壓控制系統(tǒng)1、系統(tǒng)特點S350變頻調速系統(tǒng)將管網(wǎng)壓

5、力作為控制對象。壓力值由變頻器面板給定（S350有多種給定通道），可根據(jù)用氣設備的實際需要，在空壓機的最高允許工作壓力內(nèi)自由設定。裝在儲氣罐出氣口的壓力變送器將儲氣罐的壓力轉變?yōu)?~20mA電流信號送給S350內(nèi)置PID調節(jié)器，與壓力給定值進行比較，并根據(jù)差值的大小控制變頻器的輸出頻率，調整電動機的轉速，從而使實際壓力始終維持在給定壓力。S350內(nèi)置PID具有穩(wěn)定性高、調試簡單的特點。?2、節(jié)能效果采用該系統(tǒng)改造后，壓縮機組的供氣量與系統(tǒng)所需量動態(tài)匹配，壓縮機電機轉速會隨著系統(tǒng)用氣量的不同而進行調節(jié)，避免了電機空轉以及頻繁的加卸載所帶

6、來的能量損耗，電機的輸入功率大大降低，節(jié)電效果顯著。對于對空氣機來說，供氣量Q與轉速N成正比，氣壓F與轉速N的二次方成正比，而軸功率與轉速N的三次方成正比，見下表：頻率值Hz504540353025供氣量Q%1009080706050氣壓F%1008164493625軸功率P%1007351342213理論節(jié)電率N%02749667887?一般來說，對于連續(xù)用氣的空壓機系統(tǒng)，隨用氣量的變化，電動機運行頻率在25-50Hz之間動態(tài)調節(jié)，除去電機及其它損耗，系統(tǒng)的節(jié)電率可達18%～35%。3、綜合效益　?①運行成本降低：空壓機的運行成本由

7、三項組成：初始采購成本、維護成本和能源成本。其中能源成本大約占壓縮機運行成本的70%。通過降低能源成本30%，再加上變頻起動后對設備的沖擊減少，維護和維修量也跟隨降低，所以運行成本將大大降低?！?②提高壓力控制精度：變頻控制系統(tǒng)具有精確的壓力控制能力。通過使空壓機的空氣壓力輸出與用戶空氣系統(tǒng)所需的氣量相匹配，可以使管網(wǎng)的系統(tǒng)壓力保持恒定，有效地提高了供氣的質量?！?③延長壓縮機的使用壽命：變頻器有軟啟動功能，可減少起動時對壓縮機和機械部件所造成的沖擊，增強系統(tǒng)可靠性，延長壓縮機使用壽命。同時減少空壓機啟動對電網(wǎng)的沖擊。四、變頻系統(tǒng)設計

8、中注意事項1、空壓機是大轉動慣量負載，很容易引起V/F控制方式的變頻器在啟動時出現(xiàn)過電流，因此應選用大啟動轉矩、過載能力強的矢量變頻器。S350系列的過載能力達到180%，啟動轉矩0.5HZ可輸出150%，可保證設備可靠